JPH069381U - プラス・マイナス切換電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チャタリングノイズの発生を防止し、プラス
・マイナス切換電源の小型化および製造コストの削減が
可能なプラス・マイナス切換電源を提供する。 【構成】 信号端子１２、３０に所定の信号が入力され
ると第１のトランス２４ａの２次側に第１の交流電流を
発生させる第１の電源回路と、第２のトランス２４ｂの
２次側回路が第１のトランス２４ａの２次側回路と接続
され、信号端子１２、３０に他の所定の信号が入力され
ると第２のトランス２４ｂの２次側に第２の交流電流を
発生させる第２の電源回路と、負荷１４と第１の電源回
路との間に接続され、負荷１４を流れようとする第１の
交流電流の電流方向を第１の方向のみに規制する第１の
半導体素子回路３２ａと、負荷１４と第２の電源回路と
の間に接続され、負荷１４を流れようとする第２の交流
電流の電流方向を第２の方向のみに規制する第２の半導
体素子回路３２ｂとを具備する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はプラス・マイナス切換電源に関し、一層詳細には負荷を流れる電流の 方向を切り換えるプラス・マイナス切換電源に関する。

【０００２】

【従来の技術】

レーザプリンタ、複写機等の１個の負荷に対し、タイミングをとりながらプラ ス電位またはマイナス電位を供給する場合、プラス・マイナス切換電源を用いて いる。 従来のプラス・マイナス切換電源を図４に示す。 負荷１００へ印加するプラス電圧を発生させる第１の電源回路と、負荷１００ へ印加するマイナス電圧を発生させる第２の電源回路が設けられている。第１の 電源回路は、直流電源１０２から電力供給を受けて、比較増幅器の基準電圧を発 生させる基準電圧部１０４ａ、当該基準電圧を受けて作動する比較増幅器を含み 、所定レベルの電圧を発生させる比較増幅部１０６ａ、比較増幅部１０６ａの出 力を電源としてトランス１０８ａの１次側を駆動する自励発振回路を含む駆動部 １１０ａ、前記トランス１０８ａ、トランス１０８ａの２次側に出力される交流 電流の方向を第１の方向へ規制する整流部１１２ａから成る。

【０００３】 一方、第２の電源回路は、直流電源１０２から電力供給を受けて、比較増幅器 の基準電圧を発生させる基準電圧部１０４ｂ、当該基準電圧を受けて作動する比 較増幅器を含み、所定レベルの電圧を発生させる比較増幅部１０６ｂ、比較増幅 部１０６ｂの出力を電源としてトランス１０８ｂの１次側を駆動する自励発振回 路を含む駆動部１１０ｂ、前記トランス１０８ｂ、トランス１０８ｂの２次側に 出力される交流電流の方向を前記第１の方向と逆方向である第２の方向へ規制す る整流部１１２ｂから成る。 第１の電源回路は、プラスリモート端子１１６へ起動信号が入力されると作動 し、第２の電源回路は、マイナスリモート端子１１８へ起動信号が入力されると 作動する。 負荷１００へプラス電圧を印加する場合、プラスリモート端子１１６へ起動信 号を入力し、リレー１１４ａを接状態にすると、負荷１００へは第１の電源回路 から、整流部１１２ａを経由して第１の方向の電流が流れ、プラス電圧が印加さ れる。 逆に、負荷１００へマイナス電圧を印加する場合、マイナスリモート端子１１ ８へ起動信号を入力し、リレー１１４ｂを接状態にすると、負荷１００へは第２ の電源回路から、整流部１１２ｂを経由して第１の方向と逆方向の第２の方向の 電流が流れ、マイナス電圧が印加される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記の従来のプラス・マイナス切換電源には次のような課題が ある。 負荷へ印加する電圧のプラス・マイナス切換、すなわち負荷へ流す電流の方向 を切換の手段としてリレーを用いているため、チャタリングノイズが発生するた め、電子機器においてはノイズ除去の手段を講じる必要がある。また、リレーは 形状が大きいためプラス・マイナス切換電源の小型化の障害にもなる。さらに、 リレーは半導体素子等と比べ単価が高いため、製造コストの上昇の原因にもなっ ているという技術的、経済的な課題がある。 従って、本考案は負荷へ印加する電圧のプラス・マイナス切換の際に、チャタ リングノイズの発生を防止し、プラス・マイナス切換電源の小型化および製造コ ストの削減が可能なプラス・マイナス切換電源を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。 すなわち、第１のトランスを含み、信号端子に所定の信号が入力されると前記 第１のトランスの２次側に第１の交流電流を発生させる第１の電源回路と、第２ のトランスを含み、該第２のトランスの２次側回路が前記第１のトランスの２次 側回路と接続され、前記信号端子に他の所定の信号が入力されると第２のトラン スの２次側に第２の交流電流を発生させる第２の電源回路と、負荷と前記第１の 電源回路との間に接続され、前記負荷を流れようとする前記第１の交流電流の電 流方向を第１の方向のみに規制する第１の半導体素子回路と、前記負荷と前記第 ２の電源回路との間に接続され、負荷を流れようとする前記第２の交流電流の電 流方向を前記第１の方向と反対の第２の方向のみに規制する第２の半導体素子回 路とを具備することを特徴とする。

【０００６】

【作用】

作用について説明する。 負荷に流れる電流の方向を規制する手段として、負荷を流れようとする第１の 交流電流の電流方向を第１の方向のみに規制する第１の半導体素子回路と、負荷 を流れようとする第２の交流電流の電流方向を第１の方向と反対の第２の方向の みに規制する第２の半導体素子回路を用いるので、リレーを使用することなく半 導体素子で可能となる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の好適な実施例について添付図面と共に詳述する。 まず、図１と共に第１実施例について説明する。 １０は電源であり、直流電圧が入力される。 １２は一方の信号端子であるプラスリモート端子である。プラスリモート端子 １２へＬｏｗレベルの信号が入力されると、負荷１４へプラス電位が印加される 。 １６ａはリモート部であり、比較増幅部１８ａへ、プラスリモート端子１２に 入力された信号を送る。 ２０ａは基準電圧部であり、電源１０からの電圧を受け、比較増幅部１８ａの 基準電圧を発生させ、比較増幅部１８ａへ送る。

【０００８】 比較増幅部１８ａは、比較増幅器２２ａを含み、非反転端子へ基準電圧部２０ ａの出力である基準電圧が入力され、反転端子へプラスリモート端子１２に入力 された信号が入力される。すなわち、プラスリモート端子１２にＬｏｗレベルの 信号（ツェナーダイオード２３ａのツェナー電圧未満の電圧）が入力されると、 比較増幅器２２ａの反転端子の電圧レベルはグランドレベル（ＧＮＤ）になる。 その結果、比較増幅器２２ａはイマジナリショート状態になり、非反転端子の電 圧レベルもＧＮＤとなる。従って、比較増幅器２２ａにおいて、非反転端子へ入 力された基準電圧と、反転端子へ入力された電圧はＧＮＤで釣り合う。 ２４ａは第１のトランスであり、１次コイル２６ａの前段に設けられている自 励発振回路へ比較増幅部１８ａの出力電圧が入力されると、当該自励発振回路が 発振して１次コイル２６ａを付勢する。１次コイル２６ａが付勢されると２次コ イル２８ａが誘導され、２次コイル２８ａに誘導電流である第１の交流電流が発 生する。 上記のプラスリモート端子１２、リモート部１６ａ、基準電圧部２０ａ、比較 増幅部１８ａ、第１のトランス２４ａで第１の電源回路が構成される

【０００９】 ３０は他方の信号端子であるマイナスリモート端子である。プラスリモート端 子１２へＨｉｇｈレベルが入力され、かつマイナスリモート端子３０へＬｏｗレ ベルの信号が入力されると、負荷１４へマイナス電位が印加される。 １６ｂはリモート部であり、比較増幅部１８ｂへ、マイナスリモート端子３０ に入力された信号を送る。 ２０ｂは基準電圧部であり、電源１０からの電圧を受け、比較増幅部１８ｂの 基準電圧を発生させ、比較増幅部１８ｂへ送る。

【００１０】 比較増幅部１８ｂは、比較増幅器２２ｂを含み、非反転端子へ基準電圧部２０ ｂの出力である基準電圧が入力され、反転端子へマイナスリモート端子３０に入 力された信号が入力される。すなわち、マイナスリモート端子３０にＬｏｗレベ ルの信号（ツェナーダイオード２３ｂのツェナー電圧未満の電圧）が入力される と、比較増幅器２２ｂの反転端子の電圧レベルはＧＮＤになる。その結果、比較 増幅器２２ｂはイマジナリショート状態になり、非反転端子の電圧レベルもＧＮ Ｄとなる。従って、比較増幅器２２ｂにおいて、非反転端子へ入力された基準電 圧と、反転端子へ入力された電圧はＧＮＤで釣り合う。 ２４ｂは第２のトランスであり、１次コイル２６ｂの前段に設けられている自 励発振回路へ比較増幅部１８ｂの出力電圧が入力されると、当該自励発振回路が 発振して１次コイル２６ｂを付勢する。１次コイル２６ｂが付勢されると２次コ イル２８ｂが誘導され、２次コイル２８ｂに誘導電流である第２の交流電流が発 生する。なお、第２のトランス２４ｂの２次側回路は、第１のトランス２４ａの ２次側回路へ直列に接続されている。 上記のマイナスリモート端子３０、リモート部１６ｂ、基準電圧部２０ｂ、比 較増幅部１８ｂ、第２のトランス２４ｂで第２の電源回路が構成される

【００１１】 第１の電源回路の作動と、第２の電源回路の作動の切換は上述のようにプラス リモート端子１２とマイナスリモート端子３０への入力レベルを切換えて行うた め、不図示の切換入力指示回路が設けられており、切換入力信号は、それぞれ別 個に入力可能になっている。同時にプラス電圧とマイナス電圧の指示が入力され ないようにするためである。

【００１２】 ３２ａは第１の半導体素子回路の一例を構成するダイオードであり、第１実施 例においては３個直列に接続され，３倍圧整流回路を構成している。３個の直列 ダイオード３２ａは、負荷１４とトランス２４ａの２次コイル２８ａとの間に直 列に接続されている。ダイオード３２ａは、２次コイル２８ａに誘導され、負荷 １４を流れようとする第１の交流電流を整流し、負荷１４に流れる電流方向をプ ラス電圧方向である第１の方向（一点鎖線Ａに示す）のみに規制する。その結果 、負荷１４にはプラス電圧が印加される。 負荷１４へプラス電圧が印加される場合、抵抗Ｒ１は、ダイオード３２ａから 成る第１の半導体素子回路の放電抵抗となる。一方、抵抗Ｒ２は、負荷１４が短 絡された場合にトランス２４ａが短絡するのを阻止するための短絡制限抵抗とな る。

【００１３】 ３２ｂは第２の半導体素子回路の一例を構成するダイオードである。ダイオー ド３２ｂは、負荷１４とトランス２４ｂの２次コイル２８ｂとの間に直列に接続 されている。ダイオード３２ｂは、２次コイル２８ｂに誘導され、負荷を流れよ うとする第２の交流電流を整流し、負荷１４に流れる電流方向を第１の方向（一 点鎖線Ａに示す）と逆方向のマイナス電圧方向である第２の方向（二点鎖線Ｂに 示す）のみに規制する。その結果、負荷１４にはマイナス電圧が印加される。 負荷１４へマイナス電圧が印加される場合、抵抗Ｒ１は、出力短絡制限抵抗と なり、小電流の場合、抵抗Ｒ１のみで短絡制限が可能となる。一方、抵抗Ｒ２は ダイオード３２ｂから成る第２の半導体素子回路の放電抵抗となる。

【００１４】 第１実施例において、出力端子３４で測定されるプラス出力は定電流になるよ う制御される。そのため、電流検出部３６が設けられている。電流検出部３６は 、負荷１４に流れる電流を検出するための検出抵抗Ｒ３を含んでいる。検出抵抗 Ｒ３に現れる電圧は、比較増幅部１８ａの比較増幅器２２ａの非反転端子へ帰還 される。その際、比較増幅器２２ａの非反転端子へ基準電圧部２０ａから入力さ れる基準電圧は一定なので、検出抵抗Ｒ３に現れる電圧も一定となり、ひいては 負荷１４に流れる電流が定電流となるよう制御される。 また、出力端子３４で測定されるマイナス出力は、比較増幅部１８ｂの比較増 幅器２２ｂの非反転端子へ基準電圧部２０ｂから入力される基準電圧は一定なの で定電圧になるよう制御される。この定電圧制御のために電圧検出回路４０ｂ（ 後述）が設けられている。また、２次コイル２８ｂの電圧に誘導される３次コイ ル３８ｂ（後述）に発生する電圧は整流され、比較増幅器２２ｂの非反転端子へ 帰還される。この結果、負荷１４にはマイナスの定電圧が印加される。

【００１５】 上記の回路構成では、プラス出力は定電流であり、マイナス出力は定電圧であ ったが、プラス出力およびマイナス出力の両方を定電圧とする場合、図１に示す ように、第１のトランス２４ａの２次コイル２８ａに誘導され、２次コイル２８ ａに発生する誘導電圧に比例した電圧が誘導される３次コイル３８ａに発生する 電圧を検出する電圧検出回路４０ａを設ける。また、第２のトランス２４ｂの２ 次コイル２８ｂに誘導され、２次コイル２８ｂに発生する誘導電圧に比例した電 圧が誘導される３次コイル３８ｂに発生する電圧を検出する電圧検出回路４０ｂ を設け、電圧検出回路４０ａ、４０ｂで検出した電圧を一定に保つよう制御すれ ばよい。 さらに、プラス出力およびマイナス出力の両方を定電流とする場合、プラス出 力電流とマイナス出力電流をそれぞれ分離して検出し、当該電流をそれぞれ一定 に保つよう制御すればよい。その場合の電流を分離する回路例を図２に示す。プ ラス出力時の負荷１４に流れる電流（方向を一点鎖線Ｃに示す）の電流値ＩＰと 、マイナス出力時の負荷１４に流れる電流（方向を二点鎖線Ｄに示す）の電流値 ＩＭをそれぞれ一定に保つよう制御する。

【００１６】 次に第２実施例について図３と共に説明する。なお、図１の第１実施例と同一 の構成要件については図１と同一の符号を付し、説明は省略する。 第１実施例においては、第１のトランス２４ａの２次側の回路と第２のトラン ス２４ｂの２次側の回路は直列に接続されていたが、第２実施例は、第１のトラ ンス２４ａの２次側の回路と第２のトランス２４ｂの２次側の回路を並列に接続 した例である。 制御回路４２ａは、第１実施例において、第１の電源回路に含まれ、第１のト ランス２４ａより前段の回路部分に相当する。一方、制御回路４２ｂは、第１実 施例において、第２の電源回路に含まれ、第２のトランス２４ｂより前段の回路 部分に相当する。

【００１７】 制御回路４２ａを含む第１の電源回路が駆動されると、第１のトランス２４ａ の２次コイル２８ａに誘導される第１の交流電流は、ダイオード３２ａによりプ ラス出力として一点鎖線の矢印Ｅに示す第１の方向へ負荷１４を流れるよう規制 される。 一方、制御回路４２ｂを含む第２の電源回路が駆動されると、第２のトランス ２４ｂの２次コイル２８ｂに誘導される第２の交流電流は、ダイオード３２ｂに よりマイナス出力として二点鎖線の矢印Ｆに示す第２の方向へ負荷１４を流れる よう規制される。

【００１８】 なお、負荷１４を流れる電流値は、抵抗Ｒ４で電圧降下した電圧値ＶＩとして 検出可能である。従って、プラスおよび／またはマイナス出力を定電流制御した い場合は、当該電圧値ＶＩを一定に保つようにすればよい。 また、プラス側出力を定電圧制御したい場合、第１のトランス２４ａの２次コ イル２８ａに誘導され、２次コイル２８ａに発生する誘導電圧に比例した電圧が 誘導される３次コイル３８ａに発生する電圧ＶＰを検出する電圧検出回路４４ａ を設け、電圧値ＶＰを一定に保つように制御すればよい。 同様に、マイナス側出力を定電圧制御したい場合、第２のトランス２４ｂの２ 次コイル２８ｂに誘導され、２次コイル２８ｂに発生する誘導電圧に比例した電 圧が誘導される３次コイル３８ｂに発生する電圧ＶＭを検出する電圧検出回路４ ４ｂを設け、電圧値ＶＭを一定に保つよう制御すればよい。

【００１９】 以上、本考案の好適な実施例について種々述べてきたが、本考案は上述の実施 例に限定されるのではなく、例えば、トランス２４ａ、２４ｂは１次側と２次側 の間が絶縁されることにより、プラスまたはマイナス出力の絶対値分の耐圧があ れば、プラス出力回路の上にマイナス出力回路を構成してもよいし、その逆でも よい。さらに、第１の半導体素子回路および第２の半導体素子回路において、整 流機能を持たせる場合、整流回路の形式は半波型、全波型、多倍圧整流型等、形 式は問わない等、考案の精神を逸脱しない範囲でさらに多くの改変を施し得るの はもちろんである。

【００２０】

【考案の効果】

本考案に係るプラス・マイナス切換電源を用いると、負荷に流れる電流の方向 を規制する手段として、負荷を流れようとする第１の交流電流の電流方向を第１ の方向のみに規制する第１の半導体素子回路と、負荷を流れようとする第２の交 流電流の電流方向を第１の方向と反対の第２の方向のみに規制する第２の半導体 素子回路を用いるので、リレーを使用することなく半導体素子で可能となる。従 って、負荷へ印加する電圧のプラス・マイナス切換の際に、チャタリングノイズ の発生を防止し、プラス・マイナス切換電源の小型化および製造コストの削減が 可能なプラス・マイナス切換電源を実現可能となる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るプラス・マイナス切換電源の第１
実施例を示した回路図。

【図２】プラス出力電流とマイナス出力電流をそれぞれ
分離するための回路図。

【図３】第２実施例のプラス・マイナス切換電源を示し
た回路図。

【図４】従来のプラス・マイナス切換電源を示した回路
図。

【符号の説明】

１０ 電源 １２ プラスリモート端子 １４ 負荷 ２４ａ 第１のトランス ２４ｂ 第２のトランス ３０ マイナスリモート端子 ３２ａ、３２ｂダイオード

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のトランスを含み、信号端子に所定
   の信号が入力されると前記第１のトランスの２次側に第
   １の交流電流を発生させる第１の電源回路と、 第２のトランスを含み、該第２のトランスの２次側回路
   が前記第１のトランスの２次側回路と接続され、前記信
   号端子に他の所定の信号が入力されると第２のトランス
   の２次側に第２の交流電流を発生させる第２の電源回路
   と、 負荷と前記第１の電源回路との間に接続され、前記負荷
   を流れようとする前記第１の交流電流の電流方向を第１
   の方向のみに規制する第１の半導体素子回路と、 前記負荷と前記第２の電源回路との間に接続され、負荷
   を流れようとする前記第２の交流電流の電流方向を前記
   第１の方向と反対の第２の方向のみに規制する第２の半
   導体素子回路とを具備することを特徴とするプラス・マ
   イナス切換電源。